Question

下表是元素周期表的一部分，A、B、C、D、E、X是下表中給出元素組成的常見單質或化合物．

已知A、B、C、D、E、X存在如圖所示轉化關系（部分生成物和反應條件略去）

（1）若E為單質氣體，D為白色沉淀，A的化學式可能是

Na、Na₂O₂

，C與X反應的離子方程式為

3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O═4Al（OH）₃↓

．
（2）若E為氧化物，則A與水反應的化學方程式為

3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO

．
①當X是堿性鹽溶液，C分子中有22個電子時，則C的結構式為

O=C=O

，表示X呈堿性的離子方程式為

CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，

．
②當X為金屬單質時，X與B的稀溶液反應生成C的離子方程式為

3Fe+8H⁺+2NO₃^-═2Fe³⁺+2NO↑+4H₂O

．
（3）若B為單質氣體，D可與水蒸氣在一定條件下發(fā)生可逆反應，生成C和一種可燃性氣體單質，寫出該可逆反應的化學方程式

CO+H₂O

高溫

CO₂+H₂

．t℃時，在密閉恒容的某容器中投入等物質的量的D和水蒸氣，一段時間后達到平衡，該溫度下反應的平衡常數K=1，D的轉化率為

50%

．

Answer 1

分析：根據元素在周期表中的位置可判斷元素的種類，①為H元素，②為Na元素，③為Al元素，④為C元素，⑤為N元素，⑥為O元素，⑦為Cl元素．
（1）根據轉化關系以及元素種類可知，若E為單質氣體，則E為氫氣或氧氣，A為Na或Na₂O₂等，B為NaOH，D為白色沉淀，D為Al（OH）₃，由B

X

C

X

D，可以推知X為鋁鹽，C為偏鋁酸鹽．
（2）若E為氧化物，根據轉化關系以及元素種類可知，則A為NO₂，B為硝酸．
①硝酸與碳酸鹽反應生成22個電子的二氧化碳分子，碳酸根水解使X溶液呈堿性．
②X為金屬單質時，由轉化圖可知，應為Fe與稀硝酸反應生成硝酸鐵．
（3）若B為單質氣體，D可與水蒸氣在一定條件下發(fā)生可逆反應，生成C和一種可燃性氣體單質，則A為Na₂O₂，B為O₂，X為C；令開始CO的物質的量為nmol，CO轉化率為x，表示出平衡時各組分的物質的量，反應混合氣體的化學計量數都是1，用物質的量代替濃度，代入平衡常數計算．

解答：解：根據元素在周期表中的位置可判斷元素的種類，①為H元素，②為Na元素，③為Al元素，④為C元素，⑤為N元素，⑥為O元素，⑦為Cl元素．
（1）根據轉化關系以及元素種類，若E為單質氣體，則E為氫氣或氧氣，A為Na或Na₂O₂等，B為NaOH，D為白色沉淀，D為Al（OH）₃，由B

X

C

X

D，可以推知X為鋁鹽，C為偏鋁酸鹽，C與X反應的離子反應為3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O═4Al（OH）₃↓．
故答案為：Na、Na₂O₂等；3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O═4Al（OH）₃↓．
（2）若E為氧化物，根據轉化關系以及元素種類可知，則A為NO₂，B為硝酸，NO₂與水反應生成硝酸和一氧化氮，其反應為3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
①X為碳酸鹽，硝酸與碳酸鹽反應生成二氧化碳，碳原子與氧原子之間形成2對共用電子對，結構式為O=C=O；
CO₃^2-水解離子CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-使X液呈堿性．
故答案為：O=C=O；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
②X為金屬單質時，由轉化圖可知，應為Fe與稀硝酸反應生成硝酸鐵，X與B的稀溶液反應生成C的離子方程式為3Fe+8H⁺+2NO₃^-═2Fe³⁺+2NO↑+4H₂O．
故答案為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-═2Fe³⁺+2NO↑+4H₂O．
（3）若B為單質氣體，D可與水蒸氣在一定條件下發(fā)生可逆反應，生成C和一種可燃性氣體單質，則A為Na₂O₂，B為O₂，X為C，D為CO，CO與水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣，該反應為CO+H₂O

高溫

CO₂+H₂；
令開始CO的物質的量為nmol，CO轉化率為x，則：
              CO+H₂O?CO₂+H₂；
開始（mol）：n  n               0   0         
變化（mol）：nx   nx            nx    nx        
平衡（mol）：n（1-x） n（1-x）       nx    nx           
反應混合氣體的化學計量數都是1，用物質的量代替濃度，代入平衡常數有：

nx×nx

n(1-x)×n(1-x)

=1，解得x=50%．
故答案為：CO+H₂O

高溫

CO₂+H₂；50%．

點評：本題考查元素周期表和元素周期律、無機物的推斷、常用化學用語、化學平衡計算等，熟悉物質的性質、進行物質推斷是解答本題的關鍵，難度較大．需要學生具備扎實的基礎和綜合運用知識解決問題的能力．